0引言
随着电动汽车的快速发展,其灵活便捷的无线充电方式将获得广泛应用。电动汽车的快速增加,将急剧增加电网升级换代的压力,其充电的随机性,也会增加电网运行的不确定性。此外快速充电可能会给电网带来冲击。微电网是将可再生分布式电源、负荷和储能装置结合在一起的小型发配电系统。建设微电网为电动汽车充电可有效解决上述电动汽车充电给电网运行带来的问题。对独立系统,采用直流微电网,由于其能量转换装置少、结构简单、系统稳定性高而更具优势,故直流微电网在海岛、偏远的地区等获得更多应用。
目前,国内外在微电网与电动汽车充电方面已取得了一些研究成果。分析了分布式可再生能源发电与电动汽车充电装置在微电网中集成的模式和典型结构,指出在微电网环境下可以实现二者协同增效。计及电动汽车和光伏–储能的微电网能量管理问题,提出了兼顾光伏出力、电动汽车充放电功率、电网电价时段划分及储能能量状态的能量管理策略。表明优化调度电动汽车可有效平抑可再生能源发电出力波动,同时降低系统网损。建立了多目标分布式电源优化配置模型,为电动汽车和可再生能源发电在配电网的定容选址提供了参考。
本文详细介绍了依托天津市科技支撑计划建设的风光互补微电网为电动汽车无线充电示范工程,
包括系统结构、规划方案、控制方案、监控系统、能量管理系统和示范工程的建设与运行。
1示范工程系统结构
天津电动汽车示范工程系统结构见图1,风光互补直流微电网为电动汽车无线充电提供电能。光伏6组串联4路并联发电经过DC/DC变换器升压后接到360V直流母线,风机+感应电机经AC/DC整流器,再经过DC/DC变换器升压后接到360V直流母线,蓄电池经双向DC/DC变换器升压后接到360V直流母线,保证功率和电能供需平衡的同时维持直流母线电压恒定。电动汽车通过高频逆变器进行无线充电,充电功率为6kW,并在直流母线留有负荷备用端口。考虑为独立供电系统,采用不间断供电系统(UPS)从蓄电池取电,逆变为220V市电给监控一体机、照明和二次侧设备供电。QF1、QF2、QF3、QF4、QF5为普通手动断路器,DKM1、DKM2、DKM3、DKM4、 DKM5为带电操结构的直流断路器,能够实现远程监控的分合闸操作;各个DC/DC能与上位机监控系统通信,在监控系统中实现开停机和能量管理。
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